一种基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线制造技术

本公开涉及一种用于5G折叠屏幕手持终端的蝶形天线，通过屏幕与天线的折叠与展开，分别覆盖5G通信的高、低频段，有效减少天线数量，降低发射电路的复杂度。包括两个蝶形天线；其中，一个蝶形天线通过微带线直接馈电，由同轴馈电辐射贴片和介质基片组成；另一个蝶形天线采用耦合馈电，由耦合辐射贴片和介质基片组成；天线有两种工作状态，两个蝶形天线展开时工作于低频段，折叠后工作于高频段。本发明专利技术迎合了5G和折叠屏幕的时代潮流，利用折叠屏幕通信手持终端的展开和折叠两种状态下，两个蝶形天线形成的不同电磁场和组合天线特性，在5G通信的高低频段都取得良好的信号收发效果，减少手机内置单元天线的数量，降低发射电路的复杂度。

A 5G multi-band butterfly antenna based on folded coupling

【技术实现步骤摘要】
一种基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线
本专利技术涉及天线
，具体涉及一种5G通讯终端用蝶形天线、开槽天线、耦合天线、谐振腔天线。
技术介绍
5G通讯和折叠屏幕技术的兴起，有利地推动了MIMO技术的发展。MIMO需要充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势、被视为下一代移动通信的核心技术。然而MIMO技术的发展也显著增加了天线的数量和发射电路的复杂度，物理上削减天线的数量和降低电路的复杂度而不影响5G通讯的质量也就成为了当今5G天线的关键技术。在5G通讯技术中，蝶形天线是当今宽带天线的研究热门，广泛的运用于各种智能通讯设备之中。微带蝶形天线是由双锥天线演变而来，而微带蝶形天线的引入，使其物理尺寸远小于对称双锥天线，这就为其使用在各种智能设备提供了有力的支持。为了改善蝶形天线在通讯设备的结构限制，常常通过改变介质基板的介电常数，开槽和加载等方式改善其物理尺寸。为了提高天线增益，一般使用阵列式设计和添加放大器等方式，涉及到复杂的整列计算和功分器的设计，而且带宽显著变窄。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于5G折叠屏幕手持终端的蝶形天线，通过屏幕与天线的折叠与展开，分别覆盖5G通信的高、低频段，有效减少天线数量，降低发射电路的复杂度。本专利技术所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：本专利技术提供一种基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线，包括两个蝶形天线；其中，一个蝶形天线由同轴馈电辐射贴片和介质基片组成，为同轴线通过微带线直接馈电；另一个蝶形天线由耦合辐射贴片和介质基片组成，采用耦合馈电；所述基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线有两种工作状态，两个蝶形天线展开时工作于低频段，折叠后工作于高频段。优选的，所述蝶形天线采用开槽式的设计，其蝶形贴片母线长物理尺寸小于λ/4。优选的，所述开槽式的设计采用矩形槽。优选的，所述两个蝶形天线采用垂直对称蝶形贴片结构。优选的，所述两个蝶形天线采用垂直折叠方式工作于高频段。优选的，折叠后的所述两个蝶形天线处于斜对称状态。优选的，所述基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线的微带采用3D打印的方式设计和制造。优选的，所述低频段是3.4～3.6GHZ。优选的，所述高频段是24.25～27.5GHZ。本专利技术的有益效果在于，迎合了5G和折叠屏幕的时代潮流，利用折叠屏幕通信手持终端的展开和折叠两种状态下，两个蝶形天线形成的不同电磁场和组合天线特性，在5G通信的高低频段都取得良好的信号收发效果，减少手机内置单元天线的数量，降低发射电路的复杂度。附图说明图1为是本专利技术的基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线未折叠时的低频蝶形天线结构图；图2是本专利技术的基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线折叠之后的谐振腔式的天线结构图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1是本实施例的基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线未折叠时的低频蝶形天线结构图。采用垂直对称蝶形贴片(即同轴馈电辐射贴片1和耦合辐射贴片2)加介质基片3结构，一共由两部分组成，一部分为同轴线通过微带线直接馈电的蝶形天线(该蝶形天线上有同轴线馈电点4)，另外一部分为和直接馈电相同结构的耦合天线组成。蝶形天线的设计采用开槽式的天线设计，即蝶形贴片上开有矩形槽5；蝶形贴片母线长物理尺寸略小于λ/4，λ是电磁波的波长。对称式的天线设计使其具有良好的方向性，多结构天线单点馈电耦合的设计方式，不同于以往的多结构天线单馈电加功分器的设计或多点馈电的结构设计，其加工简单，运用广泛。微带可采用3D打印的设计方式，其可塑性将大大高于当今广泛运用于手机通讯中的折合振子天线。以华为matex的折叠工作方式来说明，当手机处于平板模式，即天线处于图1所示垂直对称展开状态，天线将工作在低频段3.4～3.6GHZ，可称作“平板低频模式”。当工作在5G低频段时，通过类分形天线的耦合作用提高了天线的增益，同时也能改善天线带宽。天线在低频段带宽大于200MHZ，相对带宽大于5％。将图1左侧的蝶形贴片顺时针旋转90度，右侧的蝶形贴片逆时针旋转90度，可以构成水平对称蝶形贴片结构。图2是本专利技术的基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线折叠之后的谐振腔式的天线结构图。当手机折叠之后，天线也将随之折叠，称作“手机高频模式”，天线处于折叠状态，折叠之后工作在24.25～27.5GHZ。天线的带宽可通过调节天线尺寸和开槽大小继续扩展。天线也可以采用水平放置(前述水平对称)，水平折叠的工作方式。本专利侧重于性能更优的垂直折叠设计，即由图1的垂直对称蝶形贴片结构折叠而成。经优化设计，折叠后的天线处于图2所示的斜对称状态，性能最优。斜对称状态指折叠的折线不是两个蝶形贴片同轴馈电辐射贴片1和耦合辐射贴片2之间的中轴线，而是偏向其中一个贴片；折叠后两个贴片相互错开、偏离、不完全重合的状态。当工作在高频段时，通过折叠式的设计，利用谐振腔耦合原理调整天线的工作频点，使带宽有数倍的提升，且增益基本维持不变。高频带宽可达10GHZ以上，相对带宽大于40％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线，其特征在于：包括两个蝶形天线；其中，一个蝶形天线由同轴馈电辐射贴片(1)和介质基片(3)组成，为同轴线通过微带线直接馈电；另一个蝶形天线由耦合辐射贴片(2)和介质基片(3)组成，采用耦合馈电；所述基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线有两种工作状态，两个蝶形天线展开时工作于低频段，折叠后工作于高频段。

【技术特征摘要】
1.一种基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线，其特征在于：包括两个蝶形天线；其中，一个蝶形天线由同轴馈电辐射贴片(1)和介质基片(3)组成，为同轴线通过微带线直接馈电；另一个蝶形天线由耦合辐射贴片(2)和介质基片(3)组成，采用耦合馈电；所述基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线有两种工作状态，两个蝶形天线展开时工作于低频段，折叠后工作于高频段。2.根据权利要求1所述的基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线，其特征在于：所述蝶形天线采用开槽式的设计，其蝶形贴片母线长物理尺寸小于λ/4。3.根据权利要求2所述的基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线，其特征在于：所述开槽式的设计采用矩形槽(5)。4.根据权利要求1所述的基于折叠耦合的5G多频段蝶形天线，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨陆迁，阮成礼，江平，
申请(专利权)人：成都海澳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51